基于ArcGIS的河南省土地利用变化特征研究

[目的]以河南省为研究对象,分析2005~2010年河南省土地利用变化特征及其影响因素,为日后河南省合理利用各类土地资源提供思考和借鉴。[方法]主要采用数据分析法和文献研究法。查阅文献搜集2005~2010年河南省土地利用情况相关数据,通过ArcGIS 10.2软件,得到河南省土地利用变化特征。[结果]河南省的主要土地利用类型是耕地,2010年占河南省土地总面积的63.12%。2005~2010年,河南省的耕地转移面积最大,为5.055 4万hm~2。其次为水域用地,转移面积2.184 8万hm~2。草地转移面积最小,转移面积为2 424hm~2。水域用地动态度变化为7.49%,未利用地动态度变化为6.86%,耕地变化动态度最小,为0.48%。耕地主要向建设用地转移,转移面积为13.403 1万hm~2。林地主要向耕地转移,转移面积为1.617 4万hm~2。未使用地主要向耕地和水域用地转移,转移面积分别为2 568hm~2和7 673hm~2。[结论]2005~2010年河南省土地利用格局发生了较大变化。耕地面积减少,建设用地面积增多。未利用地主要向耕地和水域用地转出。河南省单一土地利用动态度最大的水域用地,最小的是耕地。建议相关部门,依据各地地理条件、经济发展水平及土地利用中出现的问题,制定合理的政策和措施,促进土地利用健康发展。     

生态脆弱区土地利用动态变化研究——以甘肃省榆中县为例

基于甘肃省榆中县1996年土地详查电子数据库和2011年土地利用变更调查数据库,分析该区域15年间不同土地利用类型时空格局变化,以及不同坡度等级下土地利用方式尤其是耕地转入转出变化。结果表明:从变化总量看,耕地、林地、建设用地及交通水域用地面积均有增加,草地、园地面积减少;从空间分布看,中部农耕条件较好乡镇的耕地被建设用地和林地挤占现象显著,耕地增加区域集中在北部干旱山区及南部二阴山区;从不同坡度等级区域看,小于15°区域内建设用地占用耕地现象显著,大于15°区域内尽管退耕还林还草工程在推进,但仍有部分经济落后乡镇存在坡耕地面积增加现象。可见,在耕保、城镇化和生态工程的三重压力下,如何保证耕地占补中的数量质量同平衡、如何保护高质量耕地不被挤占、如何合理确定区域退耕林草结构比例都是生态脆弱区要考虑的关键问题。     

河北省土地利用变化图谱特征分析

[目的]为了能够充分反映土地利用变化的时空过程。[方法]文章基于地学信息图谱理论与方法,运用ArcGIS 9.3软件,以河北省2001年、2007年和2013年3期遥感解译数据为空间数据源合成河北省耕地利用变化模式图谱,以及河北省生态功能用地与耕地、建设用地变化模式的图谱,据此揭示河北省土地利用变化时空特征及分布规律。[结果]2001~2013年河北省土地利用变化图谱主要以稳定型为主,主要表现为"耕地-耕地-耕地"。河北省耕地利用变化模式主要以后期变化模式类型主要为"耕地-耕地-草地",面积达到28.876 244万hm~2,主要集中分布在燕山-太行山地以及山前平原区,是整个变化模式中最大的单体变化类型。2001~2013年河北省生态功能用地随着时间的推移,呈现出向耕地以及建设用地转换的趋势,城市化进程的加快,不合理的经济发展必然导致生态环境日益恶化。[结论]该文为今后河北省土地资源的合理利用和科学规划提供科学的依据与指导。     

区域土地利用/覆被时空动态变化研究——以四川省金堂县为例

土地利用/覆被变化动态监测是掌握土地资源数量、进行土地利用评价的重要依据。基于遥感和GIS技术提取金堂县2001、2007、2010和2013年4期土地利用变化信息,并应用模型对研究区土地利用时空变化进行分析。结果表明:(1)土地利用类型以耕地和林地为主,建设用地和林地的单一土地利用动态度为正,面积显著增加;耕地、草地、水体和其他的土地利用动态度为负,面积减少;综合土地利用动态度由6.12%增加到13.81%,土地利用变化强烈。(2)土地利用空间变化显著,土地利用空间变化主要发生在金堂县城、赵镇、三星镇和淮口镇等地;土地利用转化明显,耕地和建设用地的变化最强烈,建设用地、耕地和林地之间的相互转化尤其显著。(3)地形因子对土地利用变化具有较大影响,土地利用变化随高程、坡度的增加而减少,且表现较强的相关性,符合二次变化曲线的特征;阳坡较阴坡对土地利用变化的影响大。这一研究结果为区域土地利用评价提供重要依据,有利于实现土地利用的合理布局和调控管理,对区域土地资源的合理开发利用具有重要意义。     

基于RS和GIS的武汉市土地利用变化研究

应用RS和GIS技术对武汉市进行土地利用变化检测,对LANSAT TM影像进行处理和解译,获取反映武汉市1987年、2000年和2011年三个时期土地利用变化数据。通过应用土地利用类型转移模型,土地利用动态度模型和土地利用程度综合指数模型,对武汉市进行土地利用分类研究,并总结了驱动力因素。结果表明,研究区以裸地、林地、草地为主。1987-2011年,裸地和水体的面积持续下降;建设用地急剧扩张;耕地和草地面积先增后降,林地面积先降后增。由于人类活动的干预,研究区土地要素类型转化较为频繁,主要表现为裸地转林地,林地转建设用地,草地转裸地和林地,水体转裸地和建设用地。武汉地区土地利用变化是自然条件、经济因素、人口因素和政策因素等多因素综合作用的结果,人类活动是这种变化的主导因子。     

河南省土地利用变化特征及其空间格局

[目的]通过分析河南省2011~2016年土地利用变化特征和空间格局状况,以期为日后河南省合理开发、利用土地资源提供一定的理论指导。[方法]基于河南省土地变化特征,通过马尔科夫模型对河南省2011~2016年土地变化特征进行分析,从多个角度揭示该地区土地利用结构变化情况,并对河南省土地空间利用变化进行评价。[结果]河南省建设用地增加幅度最大,耕地、水域用地有不同程度的减少。土地空间变换主要表现为耕地和林地、水域用地、建设用地等土地类型之间的变换。由土地利用综合区可知,不同土地类型转换过程中,草地是转换比率最小的类型。[结论]河南省的各类土地利用之间的矛盾日益激烈,直接或间接地影响社会经济制度、土地政策和土地管理,因此,有必要加强开展土地资源管理和规划、保护生态环境等方面的工作。     

呼伦贝尔草原生态功能区土地利用变化及驱动力分析

[目的]土地利用作为地球表面与人类活动连接的纽带,明确其变化特征及驱动力对于土地利用格局的优化、区域生态环境的改善和土地利用率的提高等具有重要的指导意义。[方法]文章以呼伦贝尔草原生态功能区为例,从土地利用动态度和土地利用转移矩阵来探究研究区在1990—2015年土地利用变化特征。在此基础上,运用主成分分析对研究区土地利用的年际变化进行驱动力分析。[结果]2015年草地面积为329.52万hm~2,占总面积的81.17%,是呼伦贝尔草原生态功能区的主体土地利用类型, 1990—2015年草地总量略有减少,减幅为0.04%;湿地作为研究区第二大土地利用类型,呈现先减后增、整体减少的趋势,整体减幅为0.36%;其他土地面积减少1.39万hm~2,减幅为19.05%;面积增加的土地利用类型中,耕地面积整体上呈现增加趋势,增加8 480hm~2,增幅高达102.60%;人工表面面积增加6 075hm~2,增幅为29.47%;林地面积增加了2 908hm~2,增幅10.48%。草地、湿地和其他土地利用类型表现为净转入特征,耕地、林地和人工表面用地表现为净转出特征。区域经济和农畜因素是研究区土地利用变化的主要驱动力。[结论]草地与其他土地利用类型间的相互转换是呼伦贝尔草原生态功能区土地利用变化的主要特征,区域经济和农畜因素共同影响研究区不同土地利用类型的分布。     

规划情景约束下山地丘陵区土地利用空间格局模拟*——以重庆市綦江区为例

[目的]以重庆市綦江区为研究对象,通过模拟预测2010—2020年规划调控影响下研究区的土地利用空间格局变化特征,以期为目标情景下土地利用规划的空间实施提供技术支持。[方法]文章通过构建Dyna-CLUE模型分别模拟研究区在自然增长和规划约束引导下的土地利用空间格局,并对照自然情景进而分析规划约束下土地利用空间格局的表现特征。[结果]比较AutoLogistic模型与传统Logistic模型回归结果发现,除建设用地外,其他地类的ROC值都有显著提升;对比两种情景模拟结果发现,到2020年,研究区内耕地、农村居民点、未利用地较自然情景显著减少,林地、园地显著增加,城镇建设用地增长规模较自然增长情景减少171.86hm~2;规划情景约束下,2010—2015年研究区地类转移以耕地转建设用地为主,2015—2020年以耕地转林地为主,耕地转建设用地次之,再次为农村居民点转耕地。[结论]Dyna-CLUE模型模拟中,运用添加自相关因子的AutoLogistic模型代替传统Logistic模型进行空间驱动力分析,能够显著提升模型模拟精度;规划约束下,退耕还林、农村居民点复垦和农业结构调整等工作的开展是耕地减少、林园地显著增加,建设用地规模得以控制的重要原因;退耕还林成果在规划约束情景中得到较好体现,表明规划目标对于引导土地利用空间格局定向变化有重要作用,但是丘陵山地的耕地减少态势也需得到足够重视,建议推进耕地产能建设从而协调生态保护与粮食安全间的用地需求。     

基于CA-Markov模型的哈尔滨市土地利用变化预测研究

[目的]研究土地利用变化特征并预测未来变化趋势,为土地资源合理利用提供科学的依据。[方法]以哈尔滨市为例,基于1992、2003和2014年3期遥感数据,建立以经济生态为主的转换规则,采用MCE模型、土地利用重心迁移模型和CA-Markov模型分析研究区22年土地利用动态变化特征,并对2025年土地利用变化进行预测。[结果](1)1992~2014年,耕地迅速减少,林地和水域波动变化,草地缓慢减少,建设用地由于耕地的转入不断扩张,未利用地大量转出成为耕地。耕地和建设用地重心具有明显的方向性移动,两者重心呈远离趋势。(2)试验得到的2014年土地利用结果和实际解译数据Kappa系数达0.878 0,表明转换规则的制定可行,模型可信度较高。(3)2014~2025年土地利用变化趋势较1992~2014年存在差异,耕地持续减少,且减少速度加快,林地基本处于动态平衡状态,草地空间位置变化活跃,水域面积增加,建设用地仍然保持增长。耕地重心加快向城市边缘区移动,建设用地重心向西南方向移动速度降低。[结论]运用CA-Markov模型对哈尔滨市土地利用变化进行科学合理的分析和预测,对哈尔滨市的土地资源的合理高效利用具有重要意义。     

基于GIS的乌鲁木齐市中心城区空间增长边界研究

[目的]在我国城市化过程中,城市空间增长边界的划定作为城市空间管理的重要手段之一,可以有效缓解城市规模无序扩张、土地利用效率不高等问题。[方法]研究主要是根据乌鲁木齐市中心城区土地利用现状数据和社会经济发展数据对城区空间增长边界进行划定和分析,运用BP神经网络方法和灰色模型对2020年乌鲁木齐市的建成区规模进行预测,依托GIS空间数据处理平台对乌鲁木齐市中心城区行政范围进行建设用地适宜性评价,根据建成区规模的预测结果和建设用地适宜性评价结果综合分析获取中心城区空间增长的弹性边界及刚性边界,并分析其划定的合理性及建设用地增长的空间特征。[结果]到2020年乌鲁木齐市中心城区规模预计将达到5.227 6万hm~2。其中城区南部新增建设用地最多,但是城南区域对城市未来发展贡献的潜力较小;北部新增建设用地分布较为分散,主要是因为城区北部存在大面积的农用地。[结论]未来城市空间发展的重要方向是北部,这就面临着建设用地开发与耕地保护之间的矛盾,耕地保护不仅是为了粮食安全,更重要的是其承载的生态功能,完整的生态系统是城市可持续发展的重要基础,如何协调建设用地开发与耕地保护之间的关系显得尤为重要。     

基于产权与利用视角的台中市土地变化分析

[目的]以我国台湾省台中市为研究对象,利用多源统计数据,对其2011—2015年土地产权变化及土地利用变化进行分析,以揭示台中市几年来土地产权变化和土地利用变化的主要特征。[方法]文章主要采用描述性分析和统计分析方法。[结果](1)2011—2014年台中市共计增加登记土地产权面积621 hm2,公私共有产权土地面积先减少后增加,至2014年达到643hm2。(2)已登记非都市土地总面积,从2011年起处于先减少、后增加的趋势,特别是2014年已登记非都市土地总面积增加较多,相对于2013年增加了1.4196万hm2。(3)都市发展区中的住宅用地、商业用地、文教用地、特定专用区的面积皆有增长,而工业用地、公共设施用地、其他区的面积有所下降;非都市发展区中的保护区面积比较稳定,而农业区、风景区和河川区的面积处在调整的状态。[结论](1)台中市私有土地面积占比处于下降趋势,但整体不是非常明显;土地所有制包括公有、私有和公私共有等多种形式完全可以共存;东南亚人取得的土地所有权数量在总体上增减变化不大;(2)台中市都市发展区用地虽有增长但增幅较小,而都市区土地、非都市区土地内部的用途竞争导致了各类用地功能区的面积此消彼长;土地所有制对城市用地扩展没有构成制约,即土地所有制不是城市发展的分歧所在;(3)非都市土地转换为都市土地,不仅取决于各类土地竞租能力的差异,还取决于都市发展计划与土地使用分区管制,土地用途转换应以经济高质量发展与居民社会福利增进为目标。最后,提出完善土地权利结构体系,增加公有土地面积占比来保障社会公共福利等政策建议。     

基于约束性SD模型的城市建设用地规模预测研究——以吉林省四平市为例

[目的]城市建设用地规模预测是控制城市建设用地扩张的重要手段和有效途径,文章旨在为实现城市转型和精明增长双赢提供技术支撑。[方法]以四平市为例,首先,利用土地集约度公式,对2015年四平中心城区建设用地集约利用进行评价;其次,探讨城市建设用地规模作用机理,构建系统动力学因果关系图,利用回归分析和C-D函数确定变量的关系式,将土地集约度作为约束条件,利用2001—2016年统计年鉴数据,通过系统动力学模型对2015年四平市城市建设用地规模进行仿真,并对2030年四平市城市建设用地规模进行预测。[结果](1)土地集约度在40~60,到2030年城市建设用地规模、全市耕地面积、人口、GDP较2015年分别变化22.02%、-5.50%、0.16%、161.92%;(2)土地集约度在60~80,到2030年城市建设用地规模、全市耕地面积、人口、GDP较2015年分别变化12.98%、-4.26%、1.12%、188.62%;(3)土地集约度在80~100,到2030年城市建设用地规模、全市耕地面积、人口、GDP较2015年分别变化5.43%、-2.49%、1.53%、254.08%。[结论]2015年四平中心城区集约利用区面积仅占15.91%,中度集约利用区面积占22.50%,低度集约利用区面积占61.59%,说明目前四平城市用地效率低下;今后四平市应提高土地利用率,转变城市发展模式,应将土地集约度作为约束条件,预测四平市城市建设用地规模;该研究既保护了耕地资源,又推动城市由外延扩张向内涵提升转变,为实现四平市城市转型和精明增长双赢提供技术支撑。     

绍兴市土地利用时空变化研究

[目的]探讨经济发达地区土地利用变化时空规律,为城市发展提供合理土地利用政策,同时优化土地利用结构以支持经济可持续发展。[方法]通过遥感影像获取长时间序列的土地利用数据,探讨近30多年来绍兴市的土地利用变化,进一步利用土地利用动态变化模型,对绍兴市土地利用变化过程、趋势、变化轨迹进行了深入分析。[结果](1)绍兴市土地利用在1980~2000年相对稳定,在2000年后变化强度逐年增强,2005~2015年土地利用转化量增多和类型多样。绍兴市东北部平原和县区核心区域是经济发达地区土地利用变化的活跃区域,主要是其他类型土地向建设用地转移;(2)1980~2015年绍兴市土地利用变化轨迹主要受到人口增长和GDP增长的影响。[结论]城市化的发展和人口的迅速增长,使城市人口和土地面积迅速增加,造成城市边缘的农业用地转化成了建设用地。经济的发展、科技的进步及政府政策的制定,改变了人们的生活和工作方式,进而影响土地利用类型。     

“一带一路”典型区土地利用变化热点区判别与其影响因素

目的 土地利用与覆盖变化是监测区域变化的重要方法,而发生剧烈变化的热点区域更是研究的重要部分,有效识别热点区并分析其影响因素可以为保护土地生态环境、有效利用土地资源提供科学支撑。方法 文章利用欧洲航天局（ESA）气候变化倡议的长期时间序列土地覆盖数据集（CCI-LC）对“一带一路”典型区土地利用与覆盖变化进行分析,根据变化面积、相对变化速率及其聚集程度建立了热点区域的识别方法,并分析了影响因素。结果 （1）根据土地覆盖变化结果表明,1992—2020年“一带一路”典型区内总共有5.46%的面积发生了变化,建设用地净增加面积最多,为24.61万km²,相对变化速率在2000—2010年最高,为76.94%。（2）热点识别结果表明,2000—2010年土地覆盖变化最剧烈,不同时期的热点区域内主要的转型特征不同,1992—2000年主要表现为耕地的增加,2000—2010年主要表现为林地和建设用地面积扩张,2010—2020年主要表现为建设用地面积增多和林地的砍伐与恢复。（3）热点区域集中分布在0~200m的海拔范围内,热点区域内的像元数量随海拔升高不断减少。（4）热带多雨气候区域内热点占比最大,而其他气候类型对热点区域内的像元数量的影响较小。（5）社会经济因素对于热点区域内的像元数量有着显著的影响,其中城市人口数量和国内生产总值最重要,两者结合可以解释全部热点的86.46%。结论 研究探明的热点区域和影响因素可以为“一带一路”典型区土地利用格局演变、区域土地利用规划和土地资源可持续利用提供决策支持。     

基于土地利用变化的大庆市生态系统服务价值研究

本文以大庆市为研究区,依据2001年和2009年的土地利用数据,从生态系统服务功能角度,运用Costanza的方法,结合谢高地修正的我国生态服务价值当量因子表,定量研究了土地利用变化引起的生态系统服务价值变化量。结果表明:2001～2009年间,研究区林地和城乡居民点及工矿用地面积增加,其余土地利用类型面积均有减少,其中林地的面积变化量最大。土地利用变化引起了研究区生态环境的变化,对生态系统服务价值也产生了一定的影响,大庆市9年间生态系统服务价值增加了41170.55万元,各单项服务功能价值中,其生态系统所提供的水源涵养、废物处理和食物生产等3项生态服务功能下降,其余6项生态系统服务功能均有不同程度的升高;从不同土地利用类型的生态服务功能看,湿地和水域的生态服务功能较强,只有林地的生态系统服务价值是增加的。     

基于CA模型的城市边缘区土地利用演变模拟——以广州市花都区为例

研究目的：探索土地利用的多地类CA模拟方法,并掌握城市边缘区土地利用变化规律。研究方法：选取典型城市边缘区 —— 广州市花都区为研究区域,利用C#语言结合ArcEngine GIS平台编程进行花都区土地利用演变CA模拟研究。以不同时间研究区土地利用图为基础数据,比较研究期内各地类的变化数量与方向以确定地类转换之间的优先级,并确定各地类的转换概率阈值。然后利用蒙特卡罗方法结合控制因素进行判断,最终确定元胞的转化状态。研究结果：模拟结果表明,2000 — 2005年间,新增建设用地分布在除北部山区以外的所有区域,但主要集中在城市中心区域,农用地主要分布在西南部和东北部,而且破碎化程度越来越高。在流向上,仍然有不少数量的农用地（主要为耕地和林地）转向建设用地。与实际情况相比,模拟的数量精度为84.8%,位置精度为71.3%。研究结论：研究结果表明此方法便于理解与操作,同时模拟精度较高。     

区域景观格局视角的绿地生态网络优化研究——以徐州为例

[目的]基于景观格局演变的区域绿地生态网络与生态功能优化研究是景观生态学研究的热点领域之一。[方法]文章以徐州示范为例,在城市研究区景观格局演变及其异质性研究分析基础上,探索城市规划区城乡绿地景观格局的优化路径;运用经济学与生态学原理,按“山水林田湖草”一体化理念,以区域生态系统服务优化及人与自然和谐发展为前提,从市域与城市规划区视角,合理配置城乡绿地生态网络景观组分,进而优化区域绿地生态网络。[结果]研究得出2005—2015年研究范围城市化造成大量耕地消失,城市建设用地快速增加,随着生态园林建设的快速推进,林地面积占比大幅度增加;地表覆被变化直接表现为景观格局的快速破碎化和景观多样性的下降,景观类型的丰富度和复杂度急需提高,景观多样性指数、景观均匀度指数也均呈现较为明显的下降趋势。同时,重点提出了强化景观格局与过程的完整性与连通性,挖掘潜在生态功能等的区域绿地生态网络一系列优化方案。[结论]文章为研究区及延伸的城乡区域绿地生态网络构建和生态系统服务优化提供了科学的依据、方法与途径。     

城市边缘区土地利用变化对生态系统服务价值的影响研究——以大连市甘井子区为例

以大连市甘井子区为研究对象,基于GIS技术结合土地利用动态度模型和生态系统服务价值估算方法,分析2000、2003、2006和2009年4个时序的大连市甘井子区土地利用数据,研究其土地利用变化对生态系统服务价值的影响。大连市甘井子区作为典型的城市边缘区,对其进行研究,可以得出城环边缘区的土地利用变化对生态系统服务价值的影响特征,对城市边缘区的土地利用规划与整理提供科学价值。结果表明,大连市甘井子区2000~2009年土地利用发生明显变化,耕地、园地、未利用地面积减少,建设用地、林地、水域面积有所增加,耕地土地利用动态度为-6.10%,建设用地土地利用动态度为1.27%;2000~2006年甘井子区生态系统服务价值呈现增加态势,6年间增加2 600.91万元,2006~2009年呈现减少态势,3年间减少679.36万元;除林地外,其他土地利用敏感性指数均小于1,生态系统服务价值对价值系数缺乏弹性。     

广西石漠化地区土地利用空间变化的生态风险研究

[目的]利用2000年、2005年、2010年、2015年广西轻度及以上石漠化的69个区/县土地利用数据,分析其土地利用时空变化特点,揭示其变化对该区域土地生态风险的影响。[方法]基于GIS支持,采用土地利用动态变化度、土地转移流、土地生态风险指数(RSI)等对研究区土地生态风险的异质性特征进行定量分析。[结果](1)2000—2015年广西石漠化地区土地利用动态度呈逐渐增大趋势,土地利用动态度变化,反映出研究区土地利用变化较频繁。(2)耕地、林地、草地、建设用地4类用地转移的数量与方向决定着广西石漠化地区土地利用变化的特征。(3)2000—2015年广西石漠化各区/县土地生态风险程度略微增大,南部的贵港、南宁是生态重警区,研究区的土地生态安全有待进一步改善。(4)土地生态风险指数与土地利用类型变化的活跃程度呈正相关。[结论]研究区未来土地利用,应进一步优化土地资源配置,加强生态环境保护,提高土地利用综合效益。